冲压工艺与模具结构
冲压工艺及模具设计
冲压工艺及模具设计一、冲压工艺冲压工艺是指利用压力使金属板材在模具的作用下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工艺。
冲压工艺的主要步骤包括：设计制作模具、准备材料、冲压加工及后续处理。
1.模具的设计制作：冲压工艺的关键在于模具的设计和制作。
模具由上下模具组成，上模具固定在机床上，下模具固定在滑块上。
上下模具之间有一定的空隙，当滑块向下运动时，上下模具会夹紧工件，使之发生塑性变形。
2.材料的准备：在进行冲压加工前，需要将金属板材裁剪成适当大小，并将其清洗干净，以去除杂质和油污。
3.冲压加工：冲压加工是将金属板材放置在模具中，通过机械设备施加压力，使金属板材发生塑性变形，最终获得所需形状和尺寸的工件。
4.后续处理：冲压工艺完成后，还需要进行一些后续处理，如清洗、抛光、喷涂等，以提高工件的表面光洁度和装饰性。
二、模具设计模具设计是冲压工艺中的重要环节，好的模具设计可以提高冲压加工的效率和质量。
模具设计的主要考虑因素包括：工件的形状和尺寸、材料的性质、冲压工艺的要求等。
1.模具结构设计：模具结构设计是模具设计的基础，主要包括上模具和下模具的结构设计。
上模具一般由模板、定位销、导向套等组成，下模具一般由模座、模块、导向柱等组成。
2.模具材料选择：模具的材料选择直接影响到模具的使用寿命和加工质量。
一般情况下，模具材料应具有高硬度、高强度、良好的热导性和耐磨性等特性。
3.模具零件设计：模具零件的设计应考虑到工件的形状和尺寸，以及冲压工艺的要求。
模具零件的设计应尽量简化，减少加工难度，提高生产效率。
4.模具配合设计：模具零件之间的配合关系直接影响到模具的精度和稳定性。
模具配合设计应确保零件的定位准确、运动平稳，并充分考虑到热膨胀等因素。
综上所述，冲压工艺及模具设计是一项复杂的工程，它涉及到材料、结构、流程等多个方面。
通过合理的冲压工艺和精心的模具设计，可以实现高效、高质量的冲压加工，为生产制造提供有力支持。
电机外壳冲压的工艺分析及模具结构
从零件 的结构可分析 出，重点是杯令室的拉深 ，
是精度较高 ， 二是不 能出现拉薄 。为了顺利完成上
１ 工艺分析
面工艺并合理节约模具数量 ， 决定在开料时采用复合
通过工艺分析 ，将该零件分为如下十一步完成 ：
模结构 ， 对杯令位进行预拉。
围 １ 电 机外 壳
作者简介； 周衍仁， 从事模具设计及教学工作。 男，
深完成 ， 凹模与球头凸模平台接触 ， 凸 球头 凸模便 开
始下行， 与此同时， 落料凹模与下模 固定板接触 ， 便停
止下移。而落料 凸模与凸凹模则继续压着顶料块与球
头凸模下行 ， 进行落料。压料板则再 回缩 。完成落料
时， 压料板才与上模 固定板接触 ， 即到了闭合状态。 上模 回程 ， 在下模 弹簧 的作用下 ， 下模 中的球 面
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维普资讯
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定板大孔导向，且上下模应加装导 向板和导 向槽 ， 以 保证顺利装模及模具正常工作 。
行压料 ， 并在 回程时起到卸料板的作用。 （） ２ 工作过程 ， 将坯料放在顶料板 １ 上 ， ３ 由弹性 定位钉 ８ 定位。上模下行 ， 首先进行压料 ， 拉深 凹模 ６ 与顶料板 ７ 组成～组 ， 压料块 ４与凸模 １ 组成一组 ， １
两组同时压料 ， 接着进行壳体拉深 ， 在件 ６与件 １ 对 １
压缩 ， 压料板与落料 凸模 回缩 （ ４ ３ ， 件 、 ） 同时凸凹模
ｌ 将坯料拉人顶料板 ６的孔 中。随着上模继续下行 ， ４
落料凸模 ３向下运动并将顶料块压下 （ 压料板则压着
冲压成型工艺与模具结构
冲压成型工艺与模具结构1. 引言冲压成型是一种常见的金属加工方法，广泛应用于汽车、电子、家电等行业的零部件制造中。
冲压成型工艺的核心是模具结构，模具的质量与构造直接影响到冲压成型的精度和效率。
因此，深入了解冲压成型工艺与模具结构对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
2. 冲压成型工艺2.1 冲压成型的定义冲压成型是通过强大的力量对金属材料施加压力，使其在模具中发生塑性变形，最终得到所需形状的工艺过程。
冲压成型工艺具有高效、快速、精度高等优点，适用于各种金属材料的加工。
2.2 冲压成型的基本步骤冲压成型包括以下基本步骤：1.材料准备：选择合适的金属材料，并进行处理，如剪切、翻边、矫直等。
2.模具设计：根据产品要求和形状特点，设计出适合的模具结构。
3.冲裁：将金属材料按照模具的形状切割成所需的尺寸。
4.成型：将冲裁好的金属材料放入模具中，通过冲击力使其发生塑性变形，得到所需形状的工件。
5.修整：对成型后的工件进行修整，去除余料和毛刺，使其达到要求的尺寸和表面质量。
2.3 冲压成型的特点与应用冲压成型具有以下特点：•高效快速：与其他加工方法相比，冲压成型具有较高的生产效率和快速加工速度。
•精度高：冲压成型工艺可以实现较高的尺寸精度和形状精度，适用于对尺寸和形状要求较高的零部件生产。
•易于实现自动化生产：冲压成型工艺可以与自动化设备相结合，实现高效的大批量生产。
冲压成型广泛应用于汽车、电子、家电等行业的零部件制造中，包括车身件、电子元件、家电外壳等。
3. 模具结构3.1 模具的定义模具是冲压成型工艺必不可少的工具，它是按照产品的形状和尺寸要求制作的，用于实现冲压成型工艺中的冲裁、成型等工序。
模具的质量和结构直接影响到冲压成型的效率和产品质量。
3.2 模具的组成部分模具一般由以下几部分组成：•上模座和下模座：上下模座是模具的主要支撑部分，用于固定和支撑上下模。
•上模和下模：上模和下模是冲压成型中最核心的部分，它们之间的装配构成了冲压成型的工作空间。
冲压工艺及模具设计
冲压工艺及模具设计冲压工艺及模具设计是现代工业制造中常用的一种技术，它通过将金属板材或者其他形状的金属件置于模具中，然后通过冲压机的动作使得金属材料发生塑性变形以得到所需的形状和尺寸。
冲压工艺及模具设计是一门综合性强的工艺技术，以下将介绍其包括冲压工艺流程、模具设计原则、模具结构设计、模具构件选用等相关内容。
一、冲压工艺流程冲压工艺分为单道冲压和多道冲压两种。
单道冲压是指在一个冲压过程中完成产品的全体造型，多道冲压是指通过多次冲压工艺来完成产品的全体造型。
下面将以多道冲压为例介绍冲压工艺流程。
1.材料准备：选择合适的板材材料，进行剪切、铺料等准备工作。
2.模具设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计合适的冲压模具。
3.上料：将材料板厚按照模具规格要求剪切成对应尺寸，然后放置在模具上。
4.开模：通过冲压机的动作，使得模具上的凸模与凹模对压，使材料发生塑性变形。
5.去杂及模具保养：在冲压过程中会产生一些杂质，需要及时清理，并对模具进行保养和维护。
二、模具设计原则模具设计是冲压工艺的核心环节，它直接影响着产品的质量和成本。
在进行模具设计时，需要遵循以下原则：1.合理性原则：模具结构要合理，能够满足产品的形状和尺寸要求，并且易于加工和调整。
2.稳定性原则：模具要具有足够的刚性和稳定性，能够承受冲压机的冲击力和振动。
3.高效原则：模具设计要考虑工作效率，设计出能够实现快速冲压的模具结构。
4.经济原则：模具的设计和制造成本要较低，以降低产品的制造成本。
三、模具结构设计模具的结构设计是模具设计的重要环节，它包括模具的整体结构、分段结构、导向结构等。
下面将介绍常用的模具结构设计方法：1.整体结构设计：将模具设计为一个整体结构，具有较好的刚性和稳定性。
2.分段结构设计：根据产品的形状和尺寸要求，将模具分为多个部分，通过连接件进行连接。
3.导向结构设计：模具需要具有良好的导向性，避免材料在冲压过程中发生歪斜和偏移。
4.其他辅助结构设计：模具还需要考虑各种辅助结构，如剪断边缘结构、定位结构、脱模结构等。
冲压工艺及模具
②当Z过大：
拉伸作用强，挤压作用弱，光亮带窄，相对滑动距
离短，冲件弹性恢复与上相反 。凸凹模磨损大为减轻。
③同一间隙Z：凸模端面比凹模端面磨损小。
凸模侧面比凹模侧面磨损大。 为提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用小间隙 应提高模具硬度，模具制造精度高，表面粗糙度低，并改 善润滑条件，以减小磨损。
冲压件尺寸减小，因此，尺寸误差是两者的综合结果。
② 模具制造精度低，工件的尺寸精度无法保证。
冲裁件内外形能达到的经济精度IT11—14，尺寸越大，精度越高，不
同的冲压件尺寸精度所对应的模具制造精度不同。
（3）间隙对弯曲度的影响（图2-11）
Z增大，h增大，为提高制件的平整度，可加压料板或反向压板，要求 太高可以加整形工序。
二、模具间隙
模具间隙——指凸、凹模刃口间的间缝隙，单边用C表
示，双边用Z表示。 间隙是冲裁模设计的关键尺寸。间隙大小对冲裁件质量和 模具使用寿命都有很大影响。
1、间隙对冲裁件质量的影响（断面、尺寸、形状即
弯曲度）
（1）间隙对断面质量的影响（图2-10）
a——Z过小，断面平直，双光亮带，挤长毛刺薄，易去除。 b——Z合理，有一定的斜度，比较平直，光洁，光亮带1/2-1/3。 c——Z过大，斜度大，粗糙，光亮带小，拉长毛刺厚，难去除。
4. 合理间隙的确定
生产中选用一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内， 就可冲出良好产品，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为 最大合理间隙。 新设计模具应采用最小值。
⑴ 理论确定法：
根据两裂纹重合，获得良好断面依据。
单边 c=t(1—ho/t)tgβ ho/t——相对压入深度
β ——裂纹与垂线间夹角
冲压工艺与模具结构 参赛课件
第1章 冲压工艺基本知识
1.3 冲压设备及其选用
1.3.2 其他冲压设备
1.双动拉深压力机 双动拉深压力机是具有两个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 块的压力机。以上传动式双动拉深压 力机为例，它有一个外滑块、一个内 滑块。外滑块用来落料或压紧坯料的 边缘，防止起皱，内滑块用于拉深成 形，如右图所示。外滑块在机身导轨 上做下止点有“停顿”的上下往复运 动，内滑块在外滑块的内导轨中做上 下往复运动。
第1章 冲压工艺基本知识
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1.3 冲压设备及其选用
1.3.1 曲柄压力机
1.曲柄压力机的分类 按照工艺可分为通用压力机和专 用压力机；按照外形可分为开式压力 机和闭式压力机；按照运动滑块个数 可分为单动压力机、双动压力机、三 动压力机。 2.曲柄压力机的工作原理和结构 曲柄压力机利用曲柄滑块机构将 电动机的旋转运动转化为滑块的往复 直线运动。曲柄压力机一般由工作机 构、传动系统、操纵系统、能源系统 和支承部件等主要基本部件组成。
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参赛选手：****
冲压工艺与模具结构
冲压工艺与模具结构
第1章 冲压工艺基本知识 第2章 冲裁工艺及冲裁模结构 第3章 弯曲工艺及弯曲模结构 第4章 拉深工艺及拉深模结构
第5章 其他冲压成形工艺与模具结构 第6章 多工位级进模 第7章 冲压工艺规程的编制及实例
第1章 冲压工艺基本知识
第1章 冲压工艺基本知识
1.1 冲压工艺的认识
1.1.2 冲压工序的分类
生产中为了满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量、原材料等方面的 要求，可采用多种多样的冲压方法。冲压加工的基本工序归纳起来可分为 分离工序和变形工序两大类，具体见表1-1。分离工序是使冲压件与板料沿 着要求的轮廓线相互分离的工序；变形工序是使冲压毛坯在不破裂的条件 下发生塑性变形，以获得所需制件（工件）的工序。
3-6-1工作零件结构设计
直通式整体式凸模
台阶式整体式凸模
②组合式凸模：即凸模刃口工作部分与安装固定部分采用镶拼组合的方式。
组合目的：约贵重模具材料，多用于大型冲模和硬质合金模；或加强小凸
模的强度。
固定 部分（普
通钢）
工作 部分（硬 质合金）
冲压工艺与模具设计
2、圆形凸模的结构形式与标准
圆形凸模一般都是台阶整体式， 由工作部分和固定部分组成。对于直 径过小的凸模，增加过渡段。
台阶固定法
小凸模安装保护套
冲压工艺与模具设计
2）螺钉固定法
多用于固定尺寸较大 的直通式凸模或安装在模3）压板固定法
多用于固定尺寸较小的直通 式凸模，便于拆卸更换。
4）其它固定法
其它还有铆接固 定法、黏结固定法， 过盈固定法
铆接和黏结固定法
工作零件结构设计
螺钉固定法
压板固定法
压板
冲压工艺与模具设计
4、凸模的长度确定
工作零件结构设计
凸模设计长度 ：
L = h1＋h2＋h3＋h附加
其中： L ——凸模长度（mm）； h1——凸模固定板厚度（ mm ）； h2——卸料板厚度（ mm ）； h3——导料板厚度（ mm ）； h附加——附加长度（ mm ），
一般取经验值10～20 mm .
2）冲裁凸模按结构形式分：
整体式凸模和组合式凸模
①整体式凸模
圆形凸模
异形凸模
➢直通式：多用于形状不规则的异形凸模，可用线切割或成形磨加工，
加工方便简单，但不好固定。
➢台阶式：多用于圆形或规则的异形凸模，圆形台阶式凸模可车削加
工，异形需铣削加工，便于固定，但异形凸模台阶不易加工。
冲压工艺与模具设计
冲压件工艺分析工艺方案及模具结构...
⒈ 冲压件工艺分析⒉ 工艺方案及模具结构类型⒊排样设计4．冲压力与压力中心计算5．工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。
刃口尺寸计算见表1。
表 1 刃口尺寸计算6．工作零件结构尺寸7．其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点 :凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94，确定其它模具模板尺寸列于表2:根据模具零件结构尺寸 ,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架一副。
8．冲床选用根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。
其主要工艺参数如下：公称压力： 630KN滑块行程： 130mm行程次数： 50 次∕分最大闭合高度： 360mm连杆调节长度： 80mm工作台尺寸（前后×左右）：480mm × 710mm 9．冲压工艺规程10．模具总装配图图 4 模具装配图11．模具零件图图 5 凸凹模图 6 冲孔凸模图 7 落料凹模板图 8 上模座板图 9 下模座板图 10 上垫板图 11 下垫板图 12 凸模固定板图 13 空心垫板图 14 推件块图 15 卸料板图 16 凸凹模固定板1.主要模具零件加工工艺过程落料凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ～ 64 HRC冲孔凸模加工工艺过程材料： T10A 硬度： 56 ～ 60HRC凸凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ～ 64 HRC凸模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC凸凹模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC卸料板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC上垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ～ 58 HRC下垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ～ 58 HRC空心垫板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC上模座加工工艺过程材料 :HT200下模座加工工艺过程材料： HT200推件块加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 — 28 HRC2.加工过程：详见素材资源库中的视频。
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1.3
冲压设备及其选用
1.4
冲压安全操作规程
第1章 冲压工艺基本知识
1.1 冲压工艺的认识
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1.1.1 冲压工艺的特点
（1）质量稳定、互换性好。 （2）材料利用率高。 （3）生产率高。 （4）操作简单，对工人的技术等级要求不高。 （5）加工时，噪声和振动较大。 （6）模具制造周期长、费用较昂贵。
第1章 冲压工艺基本知识
1.2 冷冲模的分类及基本结构
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1.2.1 冷冲模的分类
冲裁模
1.按工序 性质分类
弯曲模 拉深模
单工序模
2.按工序组 合方式分类
复合模
成形模
级进模
第1章 冲压工艺基本知识
1.2 冷冲模的分类及基本结构
1.2.1 冷冲模的分类
冷冲模还可按照以下方式分类： （1）按上、下模的导向方式分类，可分为无导向的敞开模和有导向 的导板模、导柱模。 （2）按凸、凹模的材料分类，可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌 基合金冲模、聚氨酯冲模等。 （3）按凸、凹模的结构和布置方法分类，可分为整体模和镶拼模， 正装模和倒装模。 （4）按自动化程度分类，可分为手工操作模、半自动模、自动模。
第1章 冲压工艺基本知识
第1章 冲压工艺基本知识
第1章 冲压工艺基本知识
1.1 冲压工艺的认识
1.1.3 冲压技术的现状及发展趋势
由于冲压技术具有许多明显的优点，因此，在机械制造、信息产业等 行业中，都得到了广泛的应用。目前，采用冲压模具获得的冲压制品，在 汽车、拖拉机、自行车、电机电器、航空航天、机床及家电等产品中，占 有很大的比例。
图中，1-电动机； 2-带轮； 3-制动器；
4-曲柄；5-滑块； 6-齿轮； 7-离合器； 8-板料； 9-下刀片； 10-上刀片； 11-导轨；12-工作台； 13-挡铁
第1章 冲压工艺基本知识
1.4 冲压安全操作规程
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1.4.1 工作开始前的准备工作
工作开始前的准备工作如下： （1）穿戴好规定的劳动护具。如穿好工作服、工作鞋，戴上工作帽。 （2）检查安全操作工具或安全装置是否完好，工位布置是否符合工艺要 求，工位器具是否完好齐全。 （3）检查设备主要紧固螺钉有无松动，模具有无裂纹。 （4）清理压力机工作台台面及工作地周围的废料及杂物。 （5）不准把杂物放在机床电气、台面及模具上。 （6）检查局部照明情况。 （7）检查润滑系统有无堵塞或缺油，并按规定润滑机床。 （8）在开动压力机、剪板机前，必须检查压力机上面、剪板机后面是否 有检修人员。 （9）在检查机床及模具正常的情况下，开机试车。
冲压工艺与模具结构
冲压工艺与模具结构
第1章 冲压工艺基本知识 第2章 冲裁工艺及冲裁模结构 第3章 弯曲工艺及弯曲模结构 第4章 拉深工艺及拉深模结构
第5章 其他冲压成形工艺与模具结构 第6章 多工位级进模 第7章 冲压工艺规程的编制及实例
第1章 冲压工艺基本知识
1.1
冲压工艺的认识
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1.2
冷冲模的分类及基本结构
图中，1-外滑块； 2-内滑块； 3-拉深垫
第1章 冲压工艺基本知识1.3Fra bibliotek冲压设备及其选用
1.3.2 其他冲压设备
2.剪板机 剪板机的用途是将板料剪切
成一定宽度的条料，以供冲压使用。 工作原理如右图所示。电动机1带 动带轮2使轴转动，通过齿轮6传动 及离合器7带动曲柄4转动，使装有 上刀片10（刃口斜角α＝2°～8°） 的滑块5作上下运动，完成剪料动 作。12是工作台，其上装有下刀片 9。制动器3与离合器7配合，可使 滑块停在最高位置，为下次剪切做 好准备。
第1章 冲压工艺基本知识
1.3 冲压设备及其选用
1.3.2 其他冲压设备
1.双动拉深压力机 双动拉深压力机是具有两个滑 块的压力机。以上传动式双动拉深压 力机为例，它有一个外滑块、一个内 滑块。外滑块用来落料或压紧坯料的 边缘，防止起皱，内滑块用于拉深成 形，如右图所示。外滑块在机身导轨 上做下止点有“停顿”的上下往复运 动，内滑块在外滑块的内导轨中做上 下往复运动。
随着科学技术的进步和工业生产的发展，冲压技术的革新与发展，主 要表现在以下几个方面：工艺分析计算的现代化；冲压生产的自动化；模 具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE的一体化；为适应市场经济需求， 大批量与多品种小批量生产共存；开发新的模具材料；发展先进的快速模 具制造技术；现代化的模具检测技术。
此图为JD23-100A开式可倾曲柄压力机
1-电动机； 2-皮带轮； 3、4-齿轮； 5-离合器； 6-连杆； 7-滑块； 8-曲轴
第1章 冲压工艺基本知识
1.3 冲压设备及其选用
1.3.1 曲柄压力机
3.曲柄压力机的选用 如右图所示，各主要技术参数为：
1.公称压力Fg 2.滑块行程S 3.滑块行程次数n 4.最大装模高度H1 5.装模高度调节量ΔH1 6.封闭高度H 7.工作台板尺寸L×B 8.滑块底面尺寸a×b 9.工作台孔尺寸L1×B1、D1（直径） 10.喉深C 11.模柄孔尺寸d×c
第1章 冲压工艺基本知识
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1.3 冲压设备及其选用
1.3.1 曲柄压力机
1.曲柄压力机的分类 按照工艺可分为通用压力机和专 用压力机；按照外形可分为开式压力 机和闭式压力机；按照运动滑块个数 可分为单动压力机、双动压力机、三 动压力机。 2.曲柄压力机的工作原理和结构 曲柄压力机利用曲柄滑块机构将 电动机的旋转运动转化为滑块的往复 直线运动。曲柄压力机一般由工作机 构、传动系统、操纵系统、能源系统 和支承部件等主要基本部件组成。
第1章 冲压工艺基本知识
1.2 冷冲模的分类及基本结构
1.2.2 冷冲模的基本结构
冷冲模基本结构如右图所示。 冷冲模基本结构由工作零件、定 位零件、退料零件和模架零件四 大部分组成。
右图中，
1-下模座； 2-凹模； 3-挡料销； 4-卸料板； 5-橡胶； 6-凹模固定板； 7-垫板； 8-上模座； 9-销钉； 10-滑块； 11-凸模； 12、18-圆柱销； 13-模柄； 14-骑缝螺钉； 15-卸料螺钉； 16-导套； 17-导柱； 19-内六角螺钉
第1章 冲压工艺基本知识
1.1 冲压工艺的认识
1.1.2 冲压工序的分类
生产中为了满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量、原材料等方面的 要求，可采用多种多样的冲压方法。冲压加工的基本工序归纳起来可分为 分离工序和变形工序两大类，具体见表1-1。分离工序是使冲压件与板料沿 着要求的轮廓线相互分离的工序；变形工序是使冲压毛坯在不破裂的条件 下发生塑性变形，以获得所需制件（工件）的工序。